GPS(Global Position System,全球定位系統),全稱為NAVSTAR GPS(NAVigation Satellite Timing And Ranging Global Position System,導航星測時與測距全球定位系統)。GPS是一個由美國國防部開發的空基全天侯導航系統,它用以滿足軍方在地面或近地空間內獲取在一個通用參照系中的位置、速度和時間信息的要求。共有二十四顆衛星,其中21顆工作衛星,3顆在軌備用衛星。由於剛開始GPS只限于軍事用途,民用受到人為精度的限制(SA)。直到2OOO年5月1日起美國政府取消SA限制後,大大地促進了民用普遍化,現已逐步演變為一種世界性高技術產業,成為世界上發展最快的三大信息產業之一。 通過車載GPS定位接收模組,我們可以免費接收到非常精確的格林威治時間、車輛的經度、緯度,如果是移動車輛還可以看到移動車輛運動的方位角及運動速度等信息。
GPS車載定位的基本原理是根據高速運動的衛星瞬間位置作為已知的起算數據,採用空間距離後方交會的方法,確定待測點的位置。如下圖所示,假設t時刻在地面待測點上安置GPS接收機,可以測定GPS信號到達接收機的時間△t,再加上接收機所接收到的衛星星曆等其它數據可以確定以下四個方程式:如圖四個方程式中待測點坐標x、 y、 z 和Vto為未知參數,其中di=c△ti (i=1、2、3、4)。
di (i=1、2、3、4) 分別為衛星1、衛星2、衛星3、衛星4到接收機之間的距離。
△ti (i=1、2、3、4) 分別為衛星1、衛星2、衛星3、衛星4的信號到達接收機所經歷的時間。
c為GPS信號的傳播速度(即光速)。
四個方程式中各個參數意義如下:
x、y、z 為待測點坐標的空間直角坐標。
xi 、yi 、zi (i=1、2、3、4) 分別為衛星1、衛星2、衛星3、衛星4在t時刻的空間直角坐標,
可由衛星導航電文求得。
Vt i (i=1、2、3、4) 分別為衛星1、衛星2、衛星3、衛星4的衛星鐘的鐘差,由衛星星曆提供。